居庸關(guān)被譽(yù)為天下第一雄關(guān)，你可能知道它是萬(wàn)里長(zhǎng)城的一部分，但你是否想過(guò)，這座關(guān)口早在幾千年前，就通過(guò)與之配套的烽火臺(tái)，玩轉(zhuǎn)了“光速通信”和“密碼學(xué)”？古人在沒(méi)有手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代，早就發(fā)明了一套快速、準(zhǔn)確、有效的信息傳遞系統(tǒng)。

1.烽火臺(tái)如何工作：古代版光纖網(wǎng)絡(luò)

想象一下，古代沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)，邊疆有了敵情，怎么才能“光速”通知各個(gè)防線？烽火臺(tái)：看我的！

一旦發(fā)現(xiàn)敵人，士兵們點(diǎn)燃火光，像是按下了“發(fā)送鍵”，消息接力傳遞，一路飛奔到指揮中心。居庸關(guān)就是這個(gè)“火光網(wǎng)絡(luò)”中的重要“中轉(zhuǎn)站”。這是不是像古代版的“火光光纖”？火光、煙霧在廣闊的空間中，傳遞信號(hào)那叫一個(gè)快！漢代規(guī)定烽火傳遞的最低時(shí)速是30公里，實(shí)際上要快得多。

2.烽火臺(tái)的“摩爾斯碼”：古代密碼學(xué)

你以為烽火臺(tái)只會(huì)告訴人們“敵人來(lái)了”？當(dāng)然不止！古人早就有自己的“編碼系統(tǒng)”。就像今天我們用0和1組成復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)世界，古代烽火臺(tái)也能通過(guò)不同的信號(hào)組合傳遞更多信息，敵人的人數(shù)、方向，甚至緊急程度，都可以通過(guò)火光和煙霧的組合傳達(dá)出去。

比如在晚上聽(tīng)見(jiàn)有入侵但不確定情況，就燃起一把蘆葦束；在白天看到五百人以上進(jìn)攻，就舉三把烽煙，燃起一堆木柴。

不同數(shù)量種類的火光、煙霧組合，就像古代版“摩爾斯碼”，信息量豐富到你開(kāi)始計(jì)算排列組合，然后為數(shù)學(xué)不好而頭疼……。

收到信號(hào)后，只有通過(guò)事先約定好的信號(hào)發(fā)布條例，才能解讀，相當(dāng)于密碼表。那可是機(jī)密文件，沒(méi)有它，外人看到火光和煙霧，也只能干瞪眼。

3.“無(wú)線網(wǎng)”的多重保障：確保信息不掉鏈子

烽火臺(tái)不僅傳遞速度快，可靠性也杠杠的。每個(gè)烽火臺(tái)之間相隔0.5到2公里，一般不超過(guò)十公里，就算某個(gè)烽火臺(tái)“掉線”了，信息也能通過(guò)其他烽火臺(tái)繼續(xù)傳遞。這種設(shè)計(jì)，有點(diǎn)像現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中的備份設(shè)計(jì)，保證了信息傳遞的安全可靠。

4. 合理的建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)

烽火臺(tái)一般占據(jù)高地，方便信號(hào)傳播。在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮士兵們的日常生活，烽火臺(tái)往往沿河分布，方便用水，在敵人沿河襲擊時(shí)，還能起到防御作用。

有的烽火臺(tái)主要是土筑成的，而有的呢，是夯土加草，再用草泥來(lái)多次粉刷，這是為了防潮。漢代會(huì)用“馬矢涂”，那可真的是用牛馬的糞便和泥土、草灰攪拌刷墻。這個(gè)方法很科學(xué)，能增加“涂料”的黏性，據(jù)說(shuō)牛馬糞便的數(shù)量都要記錄在案，以便定期檢查加固。科學(xué)是科學(xué)了，但……味道嘛，你懂的。

一座座烽火臺(tái)，守護(hù)著邊境，一守就是幾千年。后來(lái)到明代時(shí)，還增加了炮聲、懸掛燈籠、彩旗、青衫、皮襖等傳訊。

當(dāng)然，烽火的應(yīng)變性比較差，萬(wàn)一戰(zhàn)況變了，很難及時(shí)調(diào)整；而且敵人要是很狡猾，還可能會(huì)放出虛假信號(hào)，“添柴加火”，帶來(lái)虛驚一場(chǎng)。自己人也有“豬隊(duì)友”，不然就不會(huì)有“烽火戲諸侯”的故事了。

不過(guò)，居庸關(guān)的烽火臺(tái)系統(tǒng)，讓我們看到了古人如何依靠簡(jiǎn)單的自然現(xiàn)象和科技智慧，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的信息傳遞。下次當(dāng)你站在居庸關(guān)，抬頭看看古老的烽火臺(tái)時(shí)，或許會(huì)感慨，它真是我們今天高科技通信系統(tǒng)的“老祖宗”呢！

所以，即使是年代久遠(yuǎn)的古建筑，也有滿滿的科技元素。

作者：希卡石板修復(fù)組

審核：北京交通大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院 副教授 劉捷

出品：中國(guó)科協(xié)科普部

監(jiān)制：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

來(lái)源: 星空計(jì)劃

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